Superinfektionen bei Grippe: Neue Studie erklärt Risiko tödlicher Lungenentzündung

Studie erklärt wichtige Ursache für tödliche Influenza

Viele Menschen machen sich Sorgen, dass es während der Grippesaison in der Corona-Pandemie zu einer Überlastung des Gesundheitssystems kommen könnte. Eine Grippeerkrankung ist zwar meist innerhalb einiger Tage selbst ohne ärztliche Hilfe überstanden, doch sie kann auch zum Tod führen. Die häufigste Todesursache ist hier jedoch nicht das Influenzavirus selbst, sondern eher eine sekundäre bakterielle Lungenentzündung. Schwedische Forschende haben hierzu nun neue Erkenntnisse gewonnen.

Es ist weitgehend unbekannt, warum Influenza-Infektionen zu einem erhöhten Risiko für bakterielle Lungenentzündung führen. Forschende des Karolinska Institutet in Stockholm haben nun wichtige Erkenntnisse beschrieben, die zu sogenannten Superinfektionen führen, bei denen jedes Jahr weltweit viele Menschen ums Leben kommen. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift „PNAS“ („Proceedings der National Academy of Sciences“) veröffentlicht und kann auch zur Erforschung von COVID-19 beitragen.

Eine der weltweit führenden Todesursachen

Die Spanische Grippe war eine Influenza-Pandemie, die 1918–20 in der ganzen Welt auftrat und im Gegensatz zu vielen anderen Pandemien junge, ansonsten gesunde Erwachsene überproportional traf. Ein wichtiger Grund dafür waren sogenannte Superinfektionen durch Bakterien, insbesondere Pneumokokken.

Grippe (Influenza) wird durch ein Virus verursacht, aber die häufigste Todesursache ist eher eine sekundäre bakterielle Pneumonie (Lungenentzündung) als das Influenzavirus an sich. Laut einer Mitteilung des Karolinska Institutet sind Pneumokokken-Infektionen die häufigste Ursache für ambulant erworbene Lungenentzündungen und eine der weltweit führenden Todesursachen.

Eine frühere Influenzavirus-Infektion sensibilisiert für Pneumokokken-Infektionen, aber die Mechanismen, die hinter dieser Erhöhung der Anfälligkeit stehen, sind nicht vollständig verstanden. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Karolinska Institutet haben nun Influenza-induzierte Veränderungen in den unteren Atemwegen identifiziert, die das Wachstum von Pneumokokken in der Lunge beeinflussen.

Wachstum der Bakterien wird begünstigt

Anhand eines Tiermodells stellten die Forschenden fest, dass dabei verschiedene Nährstoffe und Antioxidantien wie Vitamin C und andere normalerweise zellschützende Substanzen aus dem Blut austreten und so eine Umgebung in der Lunge schaffen, die das Wachstum der Bakterien begünstigt.

Die Bakterien passen sich an die entzündliche Umgebung an, indem sie die Produktion des bakteriellen Enzyms HtrA erhöhen. Das Vorhandensein von HtrA schwächt das Immunsystem und fördert das Bakterienwachstum in den mit Influenza infizierten Atemwegen. Das Fehlen von HtrA stoppt das Bakterienwachstum.

„Die Fähigkeit von Pneumokokken, während einer Influenza-Infektion in den unteren Atemwegen zu wachsen, scheint von der nährstoffreichen Umgebung mit ihrem höheren Gehalt an Antioxidantien, die während einer Virusinfektion auftritt, sowie von der Fähigkeit der Bakterien, sich an die Umwelt anzupassen und sich vor der Ausrottung durch das Immunsystem zu schützen, abzuhängen“, sagt die Studienleiterin Birgitta Henriques Normark, Professorin am Institut für Mikrobiologie, Tumor- und Zellbiologie des Karolinska Institutet.

Neue mögliche Behandlungen

Die Ergebnisse liefern wertvolle Informationen darüber, wie sich Bakterien in ihre Umgebung in der Lunge integrieren, und könnten verwendet werden, um neue Therapien für Doppelinfektionen zwischen dem Influenzavirus und Pneumokokken-Bakterien zu finden.

„HtrA ist ein Enzym, eine Protease, die das Immunsystem schwächt und es Pneumokokken-Bakterien ermöglicht, in die schützende Zellschicht im Inneren der Atemwege einzudringen“, erklärt die Erstautorin des Papiers, Vicky Sender, Forscherin derselben Abteilung. „Eine mögliche Strategie kann daher die Verwendung von Proteaseinhibitoren sein, um das Wachstum von Pneumokokken in der Lunge zu verhindern.“

Es ist immer noch nicht bekannt, ob COVID-19-Erkrankte auch für solche sekundären bakteriellen Infektionen empfindlich sind, aber die Forschenden glauben, dass ähnliche Mechanismen möglicherweise bei schwerkranken COVID-19-Patientinnen und -Patienten gefunden werden könnten.

„Es ist wahrscheinlich, dass eine akute Lungenentzündung, unabhängig von der Ursache, zu einem Austreten von Nährstoffen und Antioxidantien und zu einer Umgebung führt, die das Bakterienwachstum fördert“, sagt Professorin Henriques Normark. (ad)